V. LA FISI�N NUCLEAR: OTTO HAHN Y LA ESCUELA ALEMANA

PEDRO-BOSCH GIRAL

INTRODUCCI�N

"HOY que vamos de picada a�oramos el momento cuando �bamos en ascenso", le hace decir Carlos Fuentes al narrador de El prisionero de Las Lomas. �Cu�ntas veces, cada uno de nosotros se ha lamentado del mismo modo! Y sin embargo, nuestra crisis resulta menor si se la compara con los acontecimientos que se produjeron en Alemania durante la vida de Otto Hahn. Por eso, en m�s de un aspecto, para los que nos ha tocado vivir en "tiempo de austeridad", la vida de Otto Hahn es ejemplar.

Hahn naci� el 8 de marzo de 1879 en Francfort del Main y muri� el 28 de julio de 1968 en Gotinga, Alemania. O sea que en su juventud disfrut� la prosperidad alemana de la posguerra del conflicto franco-prusiano, pero a los 35 a�os tuvo que enfrentarse con la primera Guerra Mundial y a los sesenta con la segunda.

Hahn vivi� cambios sociales y pol�ticos tan radicales como los que simult�neamente se produjeron en el campo de la f�sica y de la qu�mica. Comprob� c�mo de la mec�nica newtoniana hubo que pasar a la relativista y, en el campo de la radiactividad, supo del descubrimiento del radio en 1896 por Henri Becquerel (1852-1908, premio Nobel de f�sica en 1903) y del uso rutinario de las centrales nucleares en los sesentas.

EL AVENTURERO

Otto Hahn "quem� las naves" en m�s de una ocasi�n para lanzarse a lo desconocido. Y ten�a a qui�n parecerse: su padre, de origen campesino, que pudo haber seguido la tradici�n agr�cola de la familia, prefiri� hacerse vidriero comprando su propia tienda y estableci�ndose en Francfort. Su promoci�n de artesano a hombre de negocios coincidi� con la bonanza que se produjo en Alemania despu�s de la Guerra Franco-Prusiana (1870-1871). Los Hahn se convirtieron, entonces, en una respetable familia de la clase media que insist�a en vivir austeramente. Sin embargo, esta prosperidad econ�mica se ve�a nublada por la mala salud del peque�o Otto, que le dur� hasta los catorce a�os.

En el colegio y durante el bachillerato, Otto Hahn fue un estudiante com�n y corriente a quien le interesaba la qu�mica. Esta vocaci�n se confirm� cuando asisti� a una serie de conferencias para adultos sobre el tema. Igual que su padre, no quiso seguir los caminos trillados: Otto se enfrent� a los deseos familiares, que quer�an verlo arquitecto, e ingres� a la Universidad de Marburgo en 1897 en la carrera de qu�mica. Su vida de estudiante transcurri� m�s en las cervecer�as que frente al profesor de matem�ticas o de f�sica, seg�n �l mismo lo relata. Se dice que de aquel entonces le vino el gusto por el tabaco. A menudo se "iba de pinta" para asistir a conferencias de arte o de filosof�a, y, desde luego, los encuentros rom�nticos no faltaron.

As� y todo, en 1901 obtuvo el doctorado y despu�s de pasar un a�o en la infanter�a volvi� a Marburgo. Hahn consigui� entonces empleo de asistente de su profesor principal, Theodor Zincke. No est� por dem�s subrayar que estos empleos eran muy disputados ya que se les consideraba trampol�n obligado para ingresar a la industria. En efecto, la recomendaci�n de un profesor determinaba la obtenci�n de una plaza en las compa��as qu�micas alemanas que, en aquella �poca, eran las m�s poderosas y avanzadas. A Hahn le ofrecieron un contrato que requer�a del dominio de un idioma extranjero. Por eso, con su propio dinero, se fue a Inglaterra en septiembre de 1904. Como Zincke no quer�a que permaneciese inactivo, le consigui� un lugar en Londres, en el University College con sir William Ramsay (1852-1916, premio Nobel de qu�mica en 1904), famoso por haber descubierto varios gases inertes.

UN HOMBRE CON SUERTE

Ramsay, en esa �poca, se interesaba en la radiactividad y contaba con la colaboraci�n de Frederick Soddy (1852-1916, premio Nobel de qu�mica en 1904) que hab�a trabajado con E. Rutherford. Sin embargo, como sucede frecuentemente, a Ramsay le faltaban ayudantes. Sin pensarlo dos veces le extendi� a su joven visitante unos 100 gramos de bario para que de ellos extrajera los pocos miligramos de radio que conten�an. El m�todo a seguir era el de Marie Curie. Desde luego Hahn, que era qu�mico org�nico, le explic� que desconoc�a el tema. Ramsay replic� que tendr�a entonces la ventaja de abordarlo sin ideas preconcebidas y que, adem�s, preparando un compuesto org�nico (lo cual alimentar�a notablemente la cantidad total de material estudiado) podr�a calcular el peso at�mico a partir de los pesos moleculares. As� intentar�an confirmar la determinaci�n de Curie. El m�todo inicialmente usado por los Curie para separar elementos radiactivos y determinar sus propiedades qu�micas consist�a en poner en soluci�n la sustancia radiactiva con otros cuerpos y usar varios agentes precipitadores. Se probaba, entonces, si el precipitado o la soluci�n o ambos eran radiactivos. Suponiendo que ambos lo fuesen, se trataba entonces cada parte de un modo an�logo, y se repet�a el proceso hasta que una parte de los productos no fuese radiactiva y la otra parte presentara un decaimiento exponencial con la vida media caracter�stica. Los Curie aislaron as� el radio (1898) a partir de la pechblenda mineral.

En el juego como en el amor, se habla de "la suerte de los principiantes" y de los "bandazos de la fortuna". En la vida de Hahn el primer bandazo fue aceptar llevar a cabo esa extracci�n, cambi�ndose de la qu�mica org�nica a la radiactividad, y la suerte de principiante fue la de enfrentarse con un material que conten�a un alto porcentaje de torio adem�s del uranio. Otto Hahn sigui� la t�cnica de separaci�n al pie de la letra y descubri� un nuevo radioelemento: el radiotorio, que de hecho era un is�topo del torio, pero en aquel entonces la existencia de los is�topos de los elementos todav�a no se conoc�a.

Is�topos

A principios del siglo pasado Prout (1785-1850) propuso que todos los �tomos, en �ltima instancia, estaban constituidos por �tomos de hidr�geno. Esta hip�tesis cay� en el olvido ya que el peso at�mico de todos los elementos deber�a ser un n�mero entero de veces el del hidr�geno. Sin embargo, eso no sucede. Un ejemplo contundente es el del cloro, cuyo peso at�mico, si el del hidr�geno es 1, es de 35.5. Debido a los fen�menos observados al estudiar la radiactividad, hubo que concluir que los elementos, aunque absolutamente puros desde un punto de vista qu�mico, son una mezcla de distintos tipos de �tomos, desde luego, con la misma estructura pero de masa diferente. Estos �tomos, qu�micamente equivalentes pero de masa diferente, se conocen como is�topos. Examinemos la tabla peri�dica de los elementos. El comportamiento qu�mico de cada uno de ellos est� dado, en gran medida, por el lugar que ocupa en la tabla; o sea que los metales alcalinos, de comportamiento similar, ocupan la misma columna vertical, as� como los alcalinot�rreos, los metales nobles, los metales pesados, los hal�genos o los gases nobles. El ordenamiento de los elementos de la tabla peri�dica se hizo inicialmente tomando como base el peso at�mico, pero hoy se ordenan de acuerdo con su n�mero at�mico. Si los is�topos de un elemento se separan y se pesan se encuentra que cada is�topo tiene un peso at�mico muy cercano a un n�mero entero. Por lo tanto la parte fraccionaria del peso at�mico de un elemento es el resultado de tomar el promedio de los pesos at�micos de la mezcla natural de is�topos. Como cada is�topo de un elemento tiene un peso at�mico pr�ximo a un n�mero entero, parece razonable, como lo propuso Prout, suponer que el �tomo de hidr�geno, con peso at�mico muy pr�ximo a 1, es la pieza fundamental a partir de la que se construyen todos los dem�s �tomos.

El mismo Hahn cuenta:

El resultado final de mi trabajo fue, por lo tanto, no la preparaci�n de un estado puro, de quiz�s 9 mg de radio, sino el descubrimiento de un nuevo "radioelemento" que produc�a la emanaci�n del torio pero que era m�s fuertemente radiactivo que el torio conocido. Llam� a la sustancia radiotorio. �C�mo vino a dar esta sustancia a la muestra de radio? La explicaci�n es que la muestra no se extrajo de una veta de uranio puro, sino de una veta llamada torianita, que existe en Ceil�n (hoy Sri-Lanka) y que contiene adem�s de uranio un alto porcentaje de torio. Hablando estrictamente, el descubrimiento del radiotorio fue s�lo un asunto de suerte.

LA CONTROVERSIA

Entusiasmado Otto Hahn, junto con otro joven alem�n, Otto Sackur, se enfrent� con un tema entonces muy pol�mico: �cu�l era la diferencia entre el actinio reportado por A. L. Debierne (1874-1849) y el emanio de F. O. Giesel (1852-1927?) Los dos j�venes investigadores demostraron que eran id�nticos. En detalle, sucedi� lo siguiente.

Debierne, que trabajaba con los Curie, encontr�, entre los hidr�xidos utilizados en el tratamiento de la pechblenda, un nuevo elemento al que llam� actinio. Su vida media era s�lo de unos cuantos segundos.

Simult�nea e independientemente Giesel descubri�, al tratar de preparar radio a partir de pechblenda para la F�brica de Quinina de Brunswick, un elemento tambi�n de vida muy corta, al que llam� emanio.

Las propiedades qu�micas del actinio de Debierne y del emanio de Giesel, tal y como las describieron los dos descubridores, eran diferentes, por lo tanto, parec�a que se trataba de elementos distintos. Ramsay consigui� muestras de ambas sustancias y se las entreg� a Sacktir y a Hahn quienes determinaron con precisi�n la vida media de cada uno. Resultaron ser ambas de 3.9 s; por lo tanto, el actinio y el emanio ten�an que ser el mismo elemento. Se decidi� retener el nombre de actionio, ya que el art�culo de Debierne precedi� el de Giesel. Sin embargo, sabemos que �ste entend�a mejor las propiedades (muy parecidas a las del lantano, por cierto) de este elemento.

En vista de los �xitos obtenidos, Hahn decidi� no corregir el rumbo y dedicarse a la radioqu�mica. Con el apoyo de Ramsay, que lo estimaba mucho y que estaba convencido de que tales dotes para la investigaci�n se perder�an en la industria, consigui� una plaza en el Instituto de Qu�mica de la Universidad de Berl�n, dirigido por Emil Fischer (1852-1919, premio Nobel de qu�mica en 1902). Antes de ocuparla, decidi� pasarse unos cuantos meses en Montreal con Ernest Rutherford (1871-1937, premio Nobel de qu�mica en 1908) para especializarse de lleno en el estudio de las desintegraciones radiactivas.

Desintegraci�n radiactiva

Los elementos radiactivos liberan tres clases de radiaciones: ondas electromagn�ticas de alta frecuencia, conocidas como radiaciones (g), corrientes de electrones de alta velocidad llamadas part�culas (b) y fragmentos, constituidos por dos unidades de carga positiva y cuya masa es la de un �tomo de helio, llamadas part�culas alfa. En teor�a, por lo menos, es relativamente f�cil separar estos tres tipos de radiaciones cuando son emitidas por una peque�a porci�n de material que contenga una mezcla de elementos radiactivos. Por ejemplo, si se hace un orificio peque�o en un bloque de plomo (este elemento absorbe radiaciones de todas clases) y si se coloca un poco de material radiactivo en el fondo del orificio, saldr� de la entrada del orificio un haz de radiaci�n muy fino. Si este haz pasa a trav�s de un intenso campo el�ctrico formado por un par de placas paralelas el haz se dividir�. Igual sucede si pasa a trav�s de un intenso campo magn�tico. En efecto como las part�culas a son positivas se desv�an, como las b son negativas tambi�n se desv�an pero en sentido inverso, y los rayos g no se desv�an (figura V,1)

EN LA UNIVERSIDAD MCGILL

En septiembre de 1905, a los 26 a�os, O. Hahn cruz� el Atl�ntico para incorporarse a la Universidad McGill en Montreal.

Figura V.1. Los elementos radiactivos liberan tres clases de radiaciones que se pueden separar mediante un campo el�ctrico.

�Cu�l no fue su sorpresa al comprobar que se le recib�a con cierta reserva! No cre�an en la veracidad de sus descubrimientos porque B. B. Boltwood (1870-1927), un buen amigo de Rutherford y sobresaliente radioqu�mico de Yale, hab�a trabajado con el radiotorio descubierto por Hahn y hab�a determinado que: "la substancia viene a ser un nuevo compuesto de ThX y de estupidez". Sin embargo, Hahn supo demostrar que el radiotorio exist�a y adem�s logr� hacerse amigo de todos sus nuevos colegas, incluyendo al mismo Boltwood.

Hahn escribi�:

El ambiente en el instituto de Rutherford era de lo m�s estimulante. Rutherford todav�a no se hab�a vuelto mundialmente famoso como para atraer muchos alumnos[...] el �nico forastero, adem�s de m�, era el doctor Max Levin de Gotinga, y �l tambi�n estaba estudiando radiactividad. Despu�s fue profesor en Gotinga pero, m�s adelante, por razones extra�as, tuvo que ocuparse de la f�brica de relojes de su padre.

En una ocasi�n la revista inglesa Nature quiso publicar una fotograf�a de Rutherford, al que le importaba muy poco la apariencia externa. Sin embargo, al p�blico ingl�s no se le pod�a presentar un retrato en el cual no se viesen los pu�os albeantes de la camisa asomando bajo las mangas de la chaqueta. Fue Otto Hahn el que le prest� a Rutherford sus pu�os postizos (pu�os que, como el cuello, se pon�an y se quitaban a las camisas para poderlos lavar y almidonar por separado) para que el neozeland�s posara luciendo impecable. Otto Hahn presum�a de que al menos sus pu�os hab�an sido inmortalizados por Nature en 1906, mismo a�o en el que el que pas� a formar parte de la Universidad de Berl�n, ya "transmutado" de qu�mico org�nico a radioqu�mico.

LA TRANSMUTACI�N

Las transformaciones radiactivas se escriben cient�ficamente como transformaciones qu�micas, a�adiendo las masas y las cargas el�ctricas. As�, la transmutaci�n del n�cleo de uranio, cuyo n�mero de masa es 238 y cuyo n�mero at�mico es 92, a n�cleo de torio de n�mero de masa 239 y n�mero at�mico 90 se formula: Se pone de este modo en evidencia, con los �ndices superiores, la conservaci�n del n�mero de nucleones (238=234 + 4), y con los �ndices inferiores, la conservaci�n algebraica de las cargas (92=2+90). Se conoce como radiactividad a a una transformaci�n en la cual el n�cleo del �tomo pierde solamente una part�cula a, por ejemplo: De manera m�s general, si un radioelemento de n�mero de masa A y de n�mero at�mico Z presenta radiactividad a la reacci�n nuclear se formula como:   o sea que en la tabla peri�dica el nuevo elemento se encuentra dos casillas m�s atr�s (figura V.2). La reacci�n nuclear inversa, es decir la captura de una part�cula a por un n�cleo, tambi�n es posible. Figura V.2. Resultado de la radiaci�n a, la reacci�n nuclear se formula como: Como radiactividad b- se define a una transformaci�n durante la cual un neutr�n del n�cleo se divide en un prot�n que all� permanece y en un electr�n que se expulsa. Por ejemplo, un tipo de radio B, se transforma en radio C, que es otro tipo de radio: O sea en general: Esta transmutaci�n no cambia el n�mero de masa, pero aumenta el n�mero at�mico una unidad. Por lo tanto, hace que el elemento formado haya avanzado un casillero en la tabla peri�dica. An�logamente, la radiactividad b+ es una transformaci�n en el curso de la cual el prot�n del n�cleo se divide en un neutr�n que se queda en el n�cleo y un electr�n positivo que se expulsa (figuras V.3 y V.4) Figura V.3. Resultado de la radioactividad b-, en general se puede escribir: Figura V.4. Resultado de la radioactividad b+, en general se puede escribir:

LA ESCUELA ALEMANA

Hahn se incorpor� en 1906 al instituto dirigido por Fischer. De reci�n llegado, para proseguir sus investigaciones, estableci� una relaci�n, provechosa para ambas partes, con "Knofler y compa��a", que eran los productores de preparaciones de torio. En Canad�, Hahn hab�a encontrado que la vida media del radiotorio era de dos a�os, pero Boltwood (�otra vez Boltwood!) argumentaba, con base en sus resultados, que deb�a ser menor. Hahn prob�, estudiando muestras preparadas, varios a�os antes, que la actividad disminu�a al principio y luego aumentaba gradualmente. Es decir, que deb�a existir un radioelemento entre el torio y el radiotorio. Otto Hahn consigui� separarlo en 1907 y lo llam� mesotorio. Como qu�micamente no es f�cil separarlo del radio, material escaso en Alemania, y como la demanda de radio crec�a, Knofler y Compa��a decidieron vender, con mucho �xito por cierto, el mesotorio de gran actividad, al que se conoci� como radio alem�n.

Otto Hahn nos cuenta:

Un d�a Emil Fischer me mand� llamar para que le procurara informaci�n sobre la radiaci�n del mesotorio a un profesor del Charit�-Hospital de Berl�n que quer�a usarlo para irradiar cultivos de tub�rculos. El viejo Geheimrat me recibi� amablemente y entonces empez� a describir los experimentos que hab�a llevado a cabo con "semitorio". Cuando repliqu�, con toda la modestia debida, que el nombre correcto era mesotorio, me dio una amistosa palmada en la espalda y dijo: "�Cr�ame joven colega, la sustancia se llama semitorio!" Recordando la mala impresi�n que caus� en el Congreso de Bunsen, esta vez, con reci�n estrenada modestia, tuve buen cuidado de no corregir su error.

Con la misma modestia recuerda:

Todos mis intentos de separar uno del otro los dos "elementos", radio, y mesotorio, fallaron. Resultaba tan imposible como separar el radiotorio del torio. El parecido qu�mico entre las sustancias era evidentemente mayor que el que hay, por ejemplo, entre las tierras raras; nadie a�n hab�a pensado, sin embargo, en la posible existencia de los is�topos.

Al a�o de su regreso a Alemania, Otto Hahn ya era privatdozent (profesor auxiliar) y en 1910 profesor. Muy pronto se hizo amigo de sus colegas f�sicos, entre ellos Walther Nernst (1864-1941) y de compa�eros m�s j�venes como Max von Laue (1879-1960), Adolf von Baeyer (1835-1917), Gustav Hertz (1887-1975) y James Franck (1882-1964), todos ellos premios Nobel entre 1905 y 1925.

Esto no quiere decir que aun en un medio tan privilegiado intelectualmente no existiesen los "valores establecidos". Por ejemplo en 1907, durante un congreso, su amigo Max Levin tuvo que sugerirle a Otto Hahn que fuese m�s prudente en algunas de sus intervenciones, pues acababa de o�r a un profesor de la vieja guardia decirle a otro: "Oh, es uno de esos berlineses britanizados", refiri�ndose a Hahn. Fue a partir de este incidente cuando Hahn decidi� "volverse modesto", tal y como lo prob� en su entrevista con el Geheimrat que referimos arriba. Hasta Emil Fischer era uno de los que dif�cilmente aceptaban que se pudiese detectar, por m�todos radiactivos y por sus propiedades qu�micas, cantidades muy por debajo de lo que se puede pesar. En la conferencia inaugural del curso dictado por Otto Hahn en 1907, Fischer declar� que para ciertas sustancias la prueba m�s fina era la del olfato, y dif�cilmente se encontrar�a otra m�s sensible. Esta actitud conservadora y tradicionalista fue caracter�stica de los qu�micos, mientras que los f�sicos se mostraron m�s avanzados, entre ellos la austriaca Lise Meitner (1878-1968).

A Berl�n lleg� de Viena Lise Meitner en el oto�o de 1907 para efectuar un trabajo te�rico bajo la direcci�n de Max Planck (1858-1947, premio Nobel de f�sica en 1918) y para llevar a cabo algunos estudios experimentales sobre la radiactividad. As� empez� una colaboraci�n fruct�fera entre Hahn y Meitner, que ten�an la misma edad. Trabajaron bajo el mismo techo durante 31 a�os. Su colaboraci�n se vio interrumpida porque Meitner tuvo que escapar de Alemania, huyendo de la persecuci�n pol�tica y racial. Pero volvamos al a�o 1907, Hahn nos cuenta:

En aquellos d�as no se permit�a a las mujeres trabajar en el Instituto Fischer. Cuando le plante� la colaboraci�n a Emil Fischer, le otorg� un permiso a la se�orita Meitner para que trabajase conmigo en la carpinter�a de la planta baja del instituto (Otto Hahn se refiere, aqu�, al local en donde estaba instalado su laboratorio, y que hab�a sido una carpinter�a), en donde se llevaban a cabo las medidas de radiactividad: le solicit�, sin embargo, que no entrase a los cuartos de estudio del piso superior ya que sentar�a un mal precedente

Tambi�n por aquellos d�as Hahn dispon�a, en su laboratorio, de una colecci�n casi completa de radioelementos. �l y Lise Meitner decidieron observar las radiaciones beta, es decir, los electrones emitidos por los materiales radiactivos. Comprobaron que varios elementos, al contrario de lo que se cre�a, eran emisores de radiaciones beta cuando deca�an.

EN LA SOCIEDAD KAISER WILHELM

Cuando el nuevo Instituto de Qu�mica (Institut für Chemie) de la Sociedad Kaiser Wilhelm abri� sus puertas en Berl�n-Dahlem a finales de 1912, a Hahn lo nombraron jefe de un departamento de radiaci�n peque�o pero independiente, del cual, desde luego Meitner formaba parte. Como este laboratorio era nuevo, no estaba contaminado, lo cual les permiti� estudiar substancias de radiactividad tan d�bil como el rubidio y el potasio. Se interesaron entonces en fechar rocas gracias a dichos elementos. Con los a�os este laboratorio se dividi� en dos grandes departamentos, uno abocado a la radioqu�mica, dirigido por Hahn, y el otro a la f�sica nuclear, dirigido por Meitner. Recuerda Otto Hahn:

Despu�s de mudarnos de nuestro territorio contaminado del Instituto de Qu�mica al reci�n levantado Instituto de Qu�mica de la Sociedad Kaiser Wilhelm (1913), pudimos hacer trabajo experimental con los elementos d�bilmente activos, potasio y rubidio. Muchos a�os despu�s estas investigaciones llevaron a lo que se llamo "m�todo del estroncio" para determinar la edad geol�gica.

M�todo de estroncio

Los elementos radiactivos naturales son, sobre todo, is�topos de los elementos con n�mero at�mico mayor de 80, es decir, que en la tabla peri�dica se encuentran m�s all� del mercurio (Hg). Estos elementos radiactivos se prestan a numerosos m�todos de fechado (o medida de antig�edad) de muestras geol�gicas o arqueol�gicas. En un sistema aislado, la ley seg�n la cual decrece el n�mero total de �tomos del padre (N) y aumenta el n�mero de �tomos del hijo (D) est� dada por: No=N+D, en donde No es el n�mero inicial de �tomos del padre. Adem�s, se sabe que como el padre decae el n�mero de �tomos del padre es funci�n del tiempo (t): Ln N=-l t + Ln No. o sea N=Noe-lt en donde l = Ln2 /t1/2 No se debe confundir t, que es el tiempo que se desea determinar, y t1/2 que es la vida media del elemento inicial. As�, el tiempo transcurrido desde el origen del sistema es: t = (1 / l) Ln (1 + D / N ) porque N = ( N+D ) e-lt Por lo tanto t se puede deducir a partir de l y de la abundancia relativa del �tomo padre y del �tomo hijo. La desintegraci�n del 87Rb en 87Sr es la filiaci�n m�s importante en la medida de muestras geol�gicas. El rubidio natural (Rb) es una mezcla de los is�topos 85Rb (72.15%) y 87Rb (27.85%). El contenido de estroncio, "com�n y corriente" en el 87Sr (no radiactivo) es de 7.02%. El periodo (o sea l) del 87Rb, que es de 4.7 x 1010, a�os nos permite hacer las siguientes aproximaciones: N ~ No ( 1- l t) D = No - N = No l t t = (No - N) / l No ~ D / l No que es una ecuaci�n sencilla, pero que necesita de una determinaci�n muy precisa del contenido de estroncio 87Sr no radiactivo en la muestra. Este m�todo es efectivo en el caso de las micas, por ejemplo. En general el estroncio se extrae por v�a qu�mica y el contenido de Sr se determina por espectrometr�a de masas.

TIEMPOS AMARGOS

�stos fueron tambi�n los a�os en los que se hicieron los avances m�s importantes en la teor�a de la radioqu�mica. Fajans y Soddy, independientemente, concluyeron en 1913 que cada grupo de especies inseparables (como el radiotorio y el torio) correspond�an a un solo elemento qu�mico, o sea que se deb�an clasificar en el mismo sitio de la tabla peri�dica. Por eso Soddy propuso designar a las especies de un grupo como is�topos, del griego iso, mismo, igual, y topos, lugar. Es decir, que en cada casilla de la tabla peri�dica se debe incluir a todos los �tomos que tengan el mismo n�mero de protones (n�mero at�mico) aunque su masa sea diferente (o sea, aunque tengan diferente n�mero de neutrones), tal y como lo explicamos anteriormente.

Como otros radioqu�micos, Hahn ya estaba familiarizado con hechos como la imposibilidad de separar el mesotorio del radio o el radiotorio del torio. Pero las generalizaciones necesarias para explicar estos rompecabezas no eran su fuerte. Hahn era, ante todo, un excelente experimentador.

Sintiendo que su vida ya estaba encarrilada, Hahn se cas� con Edith Junghans en 1913, m�s la fatalidad quiso que, un a�o despu�s, estallara la primera Guerra Mundial y que tuviese que incorporarse a un regimiento. En 1915, a los treinta y seis a�os con grado de sargento, participaba activamente en la guerra qu�mica, bajo la direcci�n cient�fica de Fritz Haber (1868-1934 premio Nobel de qu�mica en 1918). As�, se vio envuelto en el desarrollo, prueba, manufactura y uso de nuevas armas, y vivi� el conflicto en el frente occidental durante el oto�o de 1914. Cuando se encontraba en Bruselas en enero de 1915 se le orden� que llamara a Fritz Haber, que entonces se encontraba tambi�n en B�lgica cumpliendo con una misi�n para el Ministerio de la Guerra.

Haber le explic� que la guerra se hab�a visto paralizada en las trincheras y que hac�an falta nuevas armas para romper el estancamiento. Anteriormente se hab�an probado irritantes qu�micos con el prop�sito de hacer inhabitables las trincheras. Sin embargo Walter Nernst hab�a tenido poco �xito y el propio Haber dio por terminado el trabajo en diciembre de 1915 cuando una explosi�n en su laboratorio mat� a Otto Sackur. Cuando Hahn visit� a Haber un mes despu�s, ya no se trataba de sacar al enemigo de las trincheras sino de matarlo, y por eso se investigaban las posibilidades b�licas del cloro.

A Hahn, ahora teniente, y a algunos de sus colegas (James Franck, Gustav Hertz, Wilhelm Westphal y Erwin Madelung) los concentr� el ej�rcito en una nueva unidad: el Regimiento 36 donde se les entren� en los usos de los gases venenosos, la defensa contra ellos y la meteorolog�a. En un par de meses ya estaba Hahn de regreso en Flandes como miembro de un regimiento de infanter�a: era el experto en gases. Una vez instalados los cilindros de gas a lo largo del frente, se plane� el ataque en repetidas ocasiones. Hab�a que programarlo con 24 horas de adelanto para poder trasladar las unidades de la retaguardia hasta el frente pero, en todas las ocasiones, condiciones clim�ticas adversas, obligaron a cancelar la operaci�n. El Alto Mando decidi� entonces mover los cilindros a Yprès, B�lgica donde los vientos sol�an ser favorables. En abril de 1915 se liber� el gas de 5 000 cilindros distribuidos en un frente de m�s de 6 km y se form� una nube de 640 a 915 m de espesor que fue a dar a las l�neas francesas afect�ndolas gravemente. Casi una divisi�n se asfixi�, m�s de 15 000 hombres resultaron afectados y un tercio de ellos muri�. Este suceso se suele considerar como el inicio de las guerras qu�micas "cient�ficamente" organizadas.

Ni la guerra qu�mica, ni ning�n tipo de destrucci�n iban con el car�cter de Hahn, tan preocupado por los problemas morales. En su autobiograf�a escribi�:

Como resultado de trabajar con sustancias tan t�xicas nuestras mentes se nublaron tanto que perdimos todo escr�pulo. En cualquier forma, para entonces nuestros enemigos hab�an copiado nuestros m�todos y, como se perfeccionaron r�pidamente en este tipo de guerra, nos convertimos paulatinamente en receptores del ataque y fuimos dejando de ser los agresores. Otro factor que se debe considerar es que nosotros, como observadores del frente, pocas veces vimos los efectos directos de nuestras armas. En general, todo lo que sab�amos era que el enemigo hab�a abandonado las posiciones que se hab�an bombardeado con granadas de gas.

En ambos lados del frente hubo combatientes a quienes participar en la guerra con armas de gas no les provoc� sentimientos de culpa. Se invoc� la necesidad de defenderse, y la reacci�n de los aliados fue brutal. Cierta instalaci�n de desarrollo e investigaci�n situada cerca de Washington, por ejemplo, s�lo contaba con dos edificios cuando EUA entr� en la guerra mas, para la fecha del Armisticio, hab�a 50 edificios y trabajaban all� 1 200 cient�ficos. Un grupo de investigaci�n dirigido por James Bryant Conant elabor� un proceso para producir gas mostaza (mucho m�s mort�fero que el de los alemanes) cuando un grupo brit�nico, encabezado por William Pape, acababa de lograr lo mismo. Pero, volvamos a Hahn y a la primera Guerra Mundial.

De esa �poca. Otto Hahn relata esta an�cdota:

Durante la primera Guerra Mundial mi coronel me present� a un oficial superior con las palabras: "En la vida civil el teniente Hahn es profesor y descubri� el mesotorio." El oficial contest�: "Entiendo que el teniente Hahn es qu�mico: �pero qu� tiene que hacer con animales antediluvianos?

A pesar de tanta actividad, antes del armisticio Hahn tuvo la oportunidad de visitar su laboratorio en Berl�n-Dahlem. Con Meitner, en 1917, descubri� el is�topo m�s estable del elemento 91, que llamaron protactinio (Fajans y Gohring, en 1913, hab�an descubierto este elemento, el 91, y lo hab�an bautizado brevium debido a su muy corta vida).

Como ya casi todos los elementos naturales hab�an sido descubiertos, los temas de investigaci�n b�sica en radioqu�mica eran muy limitados. Hahn se dedic� durante los doce a�os siguientes a estudiar las aplicaciones de la radiactividad a los problemas qu�micos hasta que la radioqu�mica resurgi� para transformarse en qu�mica nuclear con el gran acontecimiento de 1932: James Chadwick (1891-1974, premio Nobel de f�sica en 1935) descubri� el neutr�n. Solo dos a�os despu�s, en 1934, Irène Curie (1897-1956) y Fr�d�ric Joliot (1900-1958) (premios Nobel de f�sica en 1935), pusieron en evidencia los tres primeros radiois�topos artificiales y un nuevo mecanismo de desintegraci�n beta por emisi�n de electrones positivos, llamados positrones y definidos como part�culas elementales de carga positiva y de la misma masa que el electr�n negativo. �Es decir que los Joliot-Curie hab�an descubierto la radiactividad artificial! Es sorprendente que nadie pensara que el resultado de una desintegraci�n nuclear deber�a ser un n�cleo inestable, aunque durante 30 a�os se estuviese familiarizado con los n�cleos inestables.

Otto Frisch, de quien hablaremos en detalle m�s adelante, coment�:

Despu�s del descubrimiento hubo una especie de estampida de borregos para repetir el experimento con las m�s obvias variaciones (yo fui uno de los borregos). S�lo Fermi tuvo la inteligencia de lanzarse en una direcci�n muy diferente y extremadamente fruct�fera.

Para ello, Fermi dispon�a del instrumental adecuado. Al enterarse del descubrimento de los Joliot-Curie, propuso un experimento para comprobar si con neutrones, se formaban n�cleos radiactivos. La mayor parte de los investigadores encontraron que semejante experimento no ten�a futuro, ya que se dispon�a de mucho menos neutrones que de part�culas alfa (las part�culas alfa no son m�s que n�cleos de helio). Pero no se dieron cuenta de que a los neutrones como no tienen carga, no los frenan los electrones y no los repele el campo de Coulomb del n�cleo, esto es, son m�s eficaces que las part�culas alfa. Es m�s: el neutr�n, al acercarse al n�cleo, queda sujeto a las intens�simas fuerzas que existen entre los protones y los neutrones del n�cleo.

Cuatro semanas despu�s del descubrimiento de los Joliot-Curie, Fermi public� los primeros resultados que probaban que varios elementos se vuelven radiactivos cuando se les bombardea con neutrones. Un mes m�s tarde ya anunciaba que el bombardeo del uranio produc�a una nueva radiactividad que parec�a deberse a elementos transur�nicos, o sea elementos con m�s de 92 protones y, por lo tanto, situados m�s all� del uranio en la tabla peri�dica.

Los transur�nicos

Enrico Frmi y sus colaboradores intentaban, al irradiar el elemento m�s pesado presente en la naturaleza (el uranio, cuyo n�mero at�mico, Z, es 92), obtener un elemento con n�mero at�mico 93, o sea, el primer elemento transur�nico. A diferencia de las part�culas a que se hab�an usado anteriormente para inducir transformaciones nucleares, los neutrones, part�culas sin carga, se unen f�cilmente a los n�cleos at�micos, aun en el caso de los elementos pesados. As�, en esta �ltima posibilidad se obtienen is�topos del elemento inicial, que sufre un decaimiento b-. En el decaimiento b- el is�topo emite un electr�n y se transforma en el elemento con el siguiente n�mero at�mico. Por ejemplo, el is�topo estable de la plata 109 (Z=47) captura, un neutr�n para formar plata 110 que decae por emisi�n b- (vida media de 2 horas) en cadmio estable 110: Si el mismo tipo de reacci�n se produjera en el uranio, se esperar�a formar el elemento 93: Este elemento tendr�a que haber sido radiactivo y, nuevamente por emisi�n b-, deber�a haber dado lugar al elemento 94: Este razonamiento parece l�gico, tanto as� que Fermi y sus colaboradores en su laboratorio de Roma encontraron al menos cinco emisores b- con vidas medias de 10s, 40s, 13m y un d�a, despu�s de irradiar uranio con neutrones. En esta �poca, el uranio, debido a su m�s alto estado de oxidaci�n (+6) se colocaba en el grupo de los elementos de transici�n, es decir, debajo del cromo. Por lo tanto, para los elementos m�s all� del uranio, se esperaban propiedades similares Re, Os, e Ir. Estos elementos se denominaban seg�n hom�logos: Eka -Re, Eka-Os, Eka-Ir, etc�tera. Sin embargo la detecci�n de emisiones b- no es una prueba suficiente. La formaci�n de nuevos elementos se debe probar de un modo m�s directo o sea, por m�todos qu�micos. Hab�a que demostrar que las actividades qu�micas de los compuestos transur�nicos eran las esperadas dada su localizaci�n en la tabla peri�dica. Estas identificaciones son muy dif�ciles porque las emisiones b- se producen en cantidades �nfimas, que no son ni visibles ni pesables. La �nica manera de hacerlo es por la radiactividad, que permite la detecci�n incluso de �tomos aislados. Es f�cil entender las reservas de Fermi cuando concluy� que hab�a encontrado elementos m�s pesados que el uranio. Esta conclusi�n, de inmediato, provoc� grandes pol�micas en Alemania: entre otros Von Grosse y Agruss asignaban la actividad detectada por Fermi al elemento 91, el protactinio.

Y como sucede muy a menudo, un resultado equivocado dio el empuj�n necesario. Este "descubrimiento" puso a Hahn y a Meitner en el camino de la fama. Ambos se sintieron desafiados ya que consideraban al protactinio su coto privado; fueron ellos, en efecto, los que nombraron al elemento y los que encontraron al �nico is�topo natural de protactinio que existe en cantidades pesables: el protactinio - 231 ( 3.3 x 10⁴ a�os). A�n m�s, Hahn hab�a descubierto con protactinio-234 el fen�meno del isomerisino nuclear, o sea la existencia de dos n�cleos con el mismo n�mero de protones y de neutrones pero con diferentes vidas medias: 1.17 m para el metaestable (m) y 6.75 horas para el estado base (g). Fue Lise Meitner quien se interes� de inmediato en las reacciones nucleares de Fermi y quien convenci� a O. Hahn de reiniciar la colaboraci�n interrumpida hac�a 12 a�os. La idea era centrarse en los elementos transur�nicos. En una primera nota sus observaciones estaban de acuerdo con la interpretaci�n de Fermi, pero hab�a que investigar qu� eran todos esos "nuevos elementos", interpretar tantos resultados sorprendentes y entender el mecanismo por el cual se formaban.

Era la �poca en la que Leo Szilard bromeaba diciendo que si un hombre, de repente, hac�a algo inesperado hab�a una mujer detr�s de �l, pero que si un n�cleo at�mico hac�a algo inesperado seguramente hab�a un neutr�n detr�s de �l. Lise Meitner escribi�:

Encontr� que estos experimentos eran tan fascinantes que en cuanto aparecieron en Nuovo Cimiento y en Nature convenc� a Otto Hahn de colaborar directamente conmigo otra vez [...] para resolver estos problemas. Me pareci� muy sorprendente que el uranio diera lugar a una cadena tan larga de emisores b consecutivos.

Se trataba, pues, de un problema de f�sica nuclear, as� que ahora era Lise Meitner quien defin�a el problema y dirig�a al grupo de Berl�n. Sin embargo, la ayuda de Hahn era fundamental. La Meitner le confes� a Max von Laue "que no se llegar�a a ning�n sitio en este campo s�lo con la f�sica. Hac�a falta la ayuda de un qu�mico del calibre de Otto para tener �xito". Una vez m�s se comprueban las caracter�sticas de la ciencia moderna: el trabajo en equipo y la interdisciplinaridad. Sin embargo todo este trabajo se ve�a muy entorpecido por la situaci�n pol�tica de Alemania. Hitler tom� el poder en 1933 y el Partido Nazi se convirti� en el �nico autorizado. Los primeros campos de concentraci�n aparecieron en 1933.

LA HUIDA

En unos cuantos meses las universidades alemanas perdieron al 25% de sus f�sicos debido a las pol�ticas raciales de Hitler. Entre ellos Einstein, Franck, Born, Otto Stern y muchos profesores j�venes quienes a�n no eran tan conocidos. Aunque Lise Meitner no escond�a sus ra�ces jud�as, no fue despedida. Su primer impulso fue renunciar a su plaza pero sus amigos la convencieron de no hacerlo. Despu�s lo vio claramente: "quedarse hubiese tenido el efecto de apoyar a Hitler."

En 1933 era dif�cil adivinar el futuro, as� que permaneci� en Berl�n. All� dispon�a de todo lo necesario para trabajar y mal que bien el instituto consigui� barajar sus cartas pol�ticas con mucha cautela para esquivar las persecuciones raciales y pol�ticas.

A mediados de 1935, el d�o Hahn-Meitner le pidi� al joven Fritz Strassman, un experto qu�mico anal�tico, que colaborara con ellos. Se formo as� un equipo armonioso tanto desde el punto de vista cient�fico (qu�mico, f�sico, qu�mico anal�tico) como pol�tico: Meitner, "no aria", Hahn, conocido por sus puntos de vista antinazi y Strassmann, el valiente joven que se neg� a unirse al Partido Nazi o a cualquier organizaci�n af�n, y que por lo tanto ten�a todas las puertas cerradas fuera del Instituto.

No fue sino en marzo de 1938 (cuando se produjo la anexi�n de Austria por los nazis) que empezaron a propagarse rumores de que Lise Meitner (jud�a austriaca) podr�a perder su plaza y de que se le impedir�a salir de Alemania para proteger los secretos cient�ficos. El 13 de julio de 1938, Meitner se escapo literalmente "de contrabando" con la ropa que tra�a puesta y unas cuantas monedas en el bolsillo. Logr� llegar a Holanda gracias a sus amigos Dirk Coster y Adrian Fokker. Iba sin pasaporte ni papeles pero logr� pasar despu�s a Dinamarca y luego a Suecia, en donde Manne Siegbahn la acogi� en el Instituto Nobel de Estocolmo.

HAHN Y STRASSMAN DESCUBRIDORES

En Francia, Irène Curie y su colaborador yugoslavo P�vel Savitch lograron aislar, despu�s de bombardear al uranio con neutrones, una sola substancia cuya vida media era de 3.5 horas. Lo consiguieron cubriendo sus muestras con una capa gruesa de bronce. Esta sustancia, por su comportamiento qu�mico, parec�a ser torio.

Hahn revis� el trabajo y concluy� que no era torio. As� se lo comunic� a los franceses, que en un art�culo del verano de 1938 reconocieron que, en efecto, la problem�tica substancia no se comportaba como el actinio, a�adiendo que se parec�a mucho al lantano. Curie y Savitch escribieron textualmente "Se puede separar por fraccionamiento."

�Qu� cerca estaban de la fisi�n nuclear! El mismo Hahn nos dice:

de hecho su sustancia era sin lugar a dudas el mismo lantano. Si la se�ora Joliot-Curie y Savitch lo hubiesen reconocido, hubiesen estado a punto de descubrir la fisi�n.

Nuevamente Hahn, esta vez con Fritz Strassmann y ya sin Meitner, puso manos a la obra y repiti� este trabajo. Hahn y Strassmann descubrieron productos radiactivos que se comportaban en parte como el actinio, en parte como el radio. Determinaron cuidadosamente las propiedades de este "radio" y se dieron cuenta de que eran id�nticas a las del bario. Hahn explica: "En breve, nuestro 'radio' artificial no se pod�a separar del bario �por la sencilla raz�n de que era bario!" Otto Frisch cuenta:

Fue entonces cuando yo aparezco, porque L. Meitner se sent�a sola en Suecia y, como sobrino devoto, fui a visitarla en Navidad. All�, en un peque�o hotel, en Kungalv, cerca de Goteborg, la encontr� desayunando y meditando sobre una carta de Hahn. Me mostr� esc�ptico sobre el contenido —que el bario se formaba por bombardeo del uranio con neutrones— pero ella sigui� d�ndole vueltas. Caminamos en la nieve, yo con esqu�s, ella a pie[...] y gradualmente la idea fue tomando forma[. ..] era un proceso que se deb�a explicar en t�rminos de la idea de Bohr, o sea que el n�cleo era como una gota l�quida; semejante gota puede elongarse y dividirse. Pens� en la manera como la carga el�ctrica del n�cleo hubiese disminuido la tensi�n superficial y vi que ser�a cero para Z = 100 y seguramente muy peque�a para el uranio[...]. En el primer art�culo utilic� la palabra "fisi�n", que me sugiri� el bi�logo norteamericano William A. Arnold, a quien le pregunt� c�mo se llamaba la divisi�n de una c�lula.

[Hahn nos lo cuenta as�:]

En enero de 1939 publicamos un resumen de estos experimentos que se separan de todos los experimentos previos en f�sica nuclear. Al interpretar los experimentos fuimos muy cautelosos, en parte porque la serie de pruebas todav�a no estaba totalmente terminada —duraron varias semanas. Pero nuestra cautela no se deb�a a desconfianza en nuestros resultados. En efecto, yo hab�a comprobado nuestra conclusi�n, ya que hab�amos identificado como lantano un producto de decaimiento de uno de nuestros is�topos de radio, lo cual significaba que el padre deb�a ser radio y no bario. Nuestra excesiva cautela se deb�a, sobre todo, al hecho de que, como qu�micos, no nos atrev�amos a anunciar un descubrimiento revolucionario en f�sica. Sin embargo, hablamos de "estallido" del uranio, as� llamamos al sorprendente proceso que hab�a producido bario, muy abajo en la tabla peri�dica[...]. Inmediatamente despu�s de aparecer nuestro art�culo, Meitner y su sobrino Otto Frisch, independientemente, salieron con su hist�rica publicaci�n demostrando c�mo el modelo at�mico de Niels Bohr pod�a explicar el rompimiento de un �tomo pesado en n�cleos de tama�o medio.

El papel de Hahn, en tan trascendental descubrimiento, fue aceptar los hechos experimentales. En funci�n de sus medidas afirm� que obten�a lantano y propuso "el estallido" del n�cleo, supo, adem�s, convencer a su entorno (al rev�s de I. Noddack, como veremos m�s adelante) mediante argumentos irrebatibles que sacudieron los conocimientos de su �poca. Cuando Otto Frisch regres� a Copenhague le cont� a Bohr las conclusiones a que hab�a llegado. Bohr estaba entonces a punto de embarcarse hacia Estados Unidos, m�s se entusiasm� exclamando: "Pero qu� tontos hemos sido. Esto es maravilloso y justo como debe ser." Y lo inst� a publicar cuanto antes el resultado. Bohr, en el mismo barco, hizo parte de los c�lculos necesarios para probar que era el is�topo 235 del uranio el que se fisionaba al bombardearlo con neutrones lentos.

La fisi�n

Esta operaci�n consiste en provocar el estallido del n�cleo de un �tomo pesado, obteniendo fragmentos de masa mediana. Un is�topo del uranio, el 238U92 se presta a este proceso y una de las reacciones que se producen al bombardearlo con neutrones lentos se formula as�: Esta reacci�n se conoce como fisi�n; consume un neutr�n lento y libera, adem�s de 2 ó 3 neutrones r�pidos y energ�a, dos �tomos de una masa media (kript�n y bario). Si se consigue disminuir la velocidad de estos neutrones r�pidos, estos mismos neutrones son capaces de provocar 2 ó 3 nuevas reacciones etc�tera. La energ�a E se puede calcular para la fisi�n individual tomando en cuenta las energ�as cin�ticas del neutr�n incidente, de los fragmentos Kr y Ba producidos de los neutrones expulsados y de la energ�a de la radiaci�n g. Tambi�n se puede hacer la suma de la energ�a de cohesi�n del n�cleo inicial de U. La diferencia es entonces igual a E. La reacci�n de fisi�n contemplada aqu� libera alrededor de 200 MeV. Esta energ�a es mucho mayor de la que se obtiene en los procesos de radiactividad natural (10 MeV). �Las reacciones qu�micas usadas, como la combusti�n del carb�n, del hidr�geno, etc., proveen energ�as de unos cuantos electr�n-volts solamente! Hay que hacer notar, adem�s, que los 200 MeV no representan m�s que alrededor de 1/1000 de la masa del �tomo de uranio que sufre la ruptura. En las bombas at�micas se deja que el mecanismo se multiplique y se dispone r�pidamente de una energ�a colosal. En las pilas at�micas, al contrario, gracias a dispositivos moderadores, se le impide a la reacci�n en cadena degenerar en explosi�n y se controla en todo momento la potencia liberada por el reactor. El fen�meno de la fisi�n no debe confundirse con el de la fusi�n.

La fusi�n

En este proceso se parte de n�cleos ligeros y se intenta formar n�cleos m�s pesados y m�s estables. Como en este campo las diferencias entre las energ�as de cohesi�n son relativamente elevadas, se puede esperar obtener, por unidad de masa de combustible empleado, una energ�a mucho mayor que para la fisi�n de elementos pesados. Es lo que confirm� la bomba H, cuyo proceso se inici� con una bomba at�mica com�n y corriente, cuyo papel era obtener una temperatura extremadadmente elevada (millones de grados), necesaria para iniciar la fusi�n entre los is�topos de hidr�geno. En un futuro m�s o menos pr�ximo veremos, sin lugar a dudas, la fusi�n controlada, que es la m�s formidable fuente de energ�a utilizable que se pueda concebir hoy en d�a. N�tese que la clave para que estas reacciones sean �tiles se encuentra en que sean en cadena.

EL OTRO BANDO

No se debe dejar de mencionar aqu� que, cuando Fermi estaba seguro de que el uranio, como otros n�cleos pesados, se "tragar�a" cualquier neutr�n lento que se le acercara, Ida Noddack, una qu�mica alemana, apuntaba muy acertadamente que pod�an formarse elementos ligeros. Sin embargo Ida Noddack no propuso c�mo se podr�an formar dichos elementos ligeros y sus comentarios (publicados en una revista poco le�da por los qu�micos y sencillamente no le�da por los f�sicos) se tildaron de pedanter�a pura. Su art�culo no tuvo ninguna trascendencia en el trabajo que vino despu�s, como lo hemos visto en los p�rrafos anteriores. Ida Noddack dijo textualmente:

Es concebible que durante la irradiaci�n de n�cleos pesados con neutrones, estos n�cleos se desintegren en fragmentos mayores que sean is�topos de elementos conocidos pero no necesariamente vecinos de los elementos originalmente irradiados.

A menudo esta frase se interpreta como la predicci�n de la fisi�n nuclear. Sin embargo, hay que insistir en que ni siquiera la Noddack consider� que su proposici�n fuera digna de probarse experimentalmente.

Strassmann dijo que hab�a sido una coincidencia. Este menosprecio, sin duda, est� influenciado por el dudoso e irreproducible descubrimiento del elemento natural 43 anunciado por Noddack. Cuando en cierta ocasi�n Ida Noddack se quej� de esta actitud, en una nota, Hahn y Strassmann prefirieron en el �ltimo momento no publicar una respuesta muy dura que ya hab�an redactado y le dejaron la ingrata misi�n a los editores de la revista. La relaci�n entre el matrimonio Noddack y el d�o Hahn-Meitner fue muy tirante, ya que a las controversias cient�ficas se sumaban las pol�ticas.

Y aqu� nos vemos obligados a hacer un par�ntesis ya relatar lo que suced�a fuera de Berl�n.

EN PAR�S

Aunque el grupo de Hahn consigui� mantenerse al margen del esfuerzo de guerra alem�n, hubo otros grupos cient�ficos pertenecientes a la escuela alemana que, colaborando con los aliados o con el eje, influyeron en el curso de la guerra. En Hamburgo, Paul Hartech, que hab�a sido alumno de Rutherford, alert� al Ministerio de Guerra: "Nos tomamos la libertad de llamar su atenci�n sobre el progreso m�s reciente en f�sica nuclear. En nuestra opini�n, permitir� tal vez producir un explosivo muchas veces m�s potente que cualquiera de los convencionales[. ..] La naci�n que se anticipe en su empleo tendr� una ventaja insalvable sobre las dem�s." �Palabras prof�ticas? Hoy sabemos que s� lo fueron y sin embargo los alemanes no consiguieron fabricar la bomba at�mica. Una explicaci�n de su fracaso, muy discutida al final de la guerra, radica en la reticencia de los f�sicos alemanes para fabricar una bomba en provecho de Hitler. En sus recuerdos, escritos despu�s del conflicto, W. Heisenberg (1901-1976), el famoso te�rico alem�n, da la impresi�n de que tanto �l como sus colegas no colaboraron en el proyecto con la diligencia de que eran capaces porque desaprobaban la idea de una bomba en manos del Fürher.

Sin embargo, la documentaci�n confiscada a los alemanes despu�s de la victoria demuestra que, al menos hasta 1942, los f�sicos alemanes se entregaron en cuerpo y alma al estudio del uranio. Quiz�s el motivo por el cual estos trabajos no desembocaron en el arma de la victoria fue la rivalidad entre f�sicos e ingenieros. En efecto, seg�n los f�sicos, los ingenieros eran hombres pr�cticos y por lo mismo obtusos y sin imaginaci�n. Los f�sicos, en cambio, se consideraban (�y se consideran!) a s� mismos brillantes, ingeniosos, imaginativos, inventores [...] por lo tanto, s�lo ellos deb�an construir los reactores imprescindibles para obtener el material at�mico necesario para la bomba. El resultado fue que la guerra concluy� sin que Alemania tuviera un reactor operativo.

Y en cuanto a los reactores[...] hay que mencionar lo que sucedi� en Francia: Joliot fue sometido a un interrogatorio para saber en d�nde se encontraba el uranio y su agua pesada. Joliot "confes�" que el uranio hab�a "sido evacuado" y el agua pesada embarcada en Burdeos, y les dio el nombre de un barco que hab�a sido echado a pique.

Los alemanes se interesaron tambi�n en el ciclotr�n —casi terminado— construido en los s�tanos del Colegio de Francia, ya que no hab�a ninguno en Alemania, y aunque W. Bothe (1891-1957) tratase de construir uno en su laboratorio de Heidelberg, pasar�an a�os antes de que lo terminase. Los oficiales de la Wehrmacht decidieron adue�arse de la m�quina de Joliot como bot�n de guerra y mandarla a Alemania.

En la primera conversaci�n entre los alemanes y Joliot el int�rprete resulto ser Wolfgang Gentner �El mismo joven que, siendo estudiante unos a�os antes en el laboratorio de Joliot, hab�a revisado el contador Geiger cuando, por primera vez, Joliot detect� la radiactividad artificial! Seg�n Gentner el reencuentro fue dif�cil para ambos. Sin embargo, Gentner consigui� entrevistarse en secreto, en uno de los caf�s del Barrio Latino, con su antiguo profesor y pudo advertirle que el ciclotr�n franc�s corr�a el riesgo de ir a parar a Alemania. Por lo tanto m�s val�a, le sugiri� Gentner, que se le propusiera a los invasores usarlo en la propia Francia. Joliot, con estos datos, supo conseguirlo.

En esa �poca, la pol�tica alemana consist�a en tratar con cautela y respeto a los franceses eminentes con la esperanza, bien fundada por cierto, de que muchos colaborar�an a la integraci�n de su pa�s en una Europa nazi. P. Laval, por ejemplo, qui�n dirigi� el r�gimen de Vichy presidido por Petain en agosto de 1940, se lamentaba de que el agua pesada hubiese sido enviada a Gran Breta�a. As� que a finales de 1940 cuatro especialistas alemanes empezaron a trabajar en el ciclotr�n dirigidos por Gentner. Este grupo tard� mucho en hacer funcionar el ciclotr�n, en parte por la dificultad de conseguir las refacciones electr�nicas y en parte tambi�n porque tuvieron qu� modificarlo. De hecho, Gentner y sus colaboradores no quer�an trabajar para la guerra porque simpatizaban menos con sus compatriotas nazis que con sus anfitriones franceses. En m�s de una ocasi�n, como lo cuenta Joliot, avisaron a algunos de sus amigos franceses que la Gestapo los vigilaba.

Cuando Bothe aparec�a en Par�s, por una curiosa mala suerte, el ciclotr�n no funcionaba. Era el jefe de talleres de Joliot el que de cuando en cuando cortaba el agua que serv�a para enfriar el aparato. Bothe entonces ten�a que disculparse por "haber sobrecalentado" la m�quina �As�, gracias a que un alem�n (Gentner) supo separar los principios humanitarios del mundo de los intereses temporales de su propio pa�s, los alemanes no consiguieron el ciclotr�n!

LA BOMBA Y LA MASA CR�TICA

El uranio belga y el agua pesada francesa proporcionaban a los aliados los ingredientes necesarios para la reacci�n en cadena. Pero recordemos que el uranio existe en la corteza terrestre en tres formas o is�topos. Dos son importantes, el ²³⁸U y el ²⁵⁵U , el fisionable es el ²³⁵U, pero aparece s�lo en cantidades �nfimas, menos del 1% en el uranio tal y como se encuentra en la naturaleza. Nadie, en aquel entonces, ten�a noci�n de cu�nto ²³⁵U se requer�a para conseguir la "masa cr�tica". En aquella �poca se calcul� que la carga imprescindible rayaba en 40 toneladas, o sea que el peso total de una bomba at�mica ser�a demasiado grande para que la transportara un avi�n.

Fueron dos investigadores, alem�n y el otro austr�aco, refugiados en Gran Breta�a, Rudolph Peierls y Otto Frisch (otra vez el sobrino de L. Meitner) los que en un informe de s�lo tres p�ginas propusieron que, en vez de intentar aumentar la cantidad de ²³⁵U era preferible extraer ²³⁵U del ²³⁸U. Las dos sustancias son qu�micamente similares y difieren s�lo en el peso, digamos que como la nata y la leche. Los dos alemanes calcularon que 5 kg de ²³⁵U, al fisionarse, liberar�an una energ�a igual a la de varios millones de toneladas de dinamita.

Este Memorandum de Frisch-Peierls, transmitido por los brit�nicos a los estadounidenses, se convirti� en la base del proyecto Manhattan, cuyas consecuencias todos conocemos.

HAHN CONSAGRADO

Aunque en Alemania se form� un grupo que deb�a estudiar los desarrollos militares, como lo discutimos antes, para tranquilidad de Hahn se le permiti� seguir con su propia investigaci�n. En efecto, Hahn no se interes� en la enorme liberaci�n de energ�a que caracteriza a la fisi�n nuclear, en cambi� le dedic� todo su empe�o al estudio de los fragmentos obtenidos en el proceso. Por lo tanto, no particip� en el proyecto del reactor y de la bomba at�mica alemanes.

Al terminar la guerra, as� como a otros cient�ficos alemanes, se le oblig� a instalarse en Inglaterra. Aunque ya ten�a sesenta y seis a�os, todav�a era un hombre vigoroso; hab�a sido alpinista y ahora corr�a todos los d�as. Fue en la Gran Breta�a en donde se enter� de la explosi�n de las bombas at�micas en Hiroshima y Nagasaki. Es f�cil entender su angustia, apenas compensada por el premio Nobel de qu�mica que se le otorg� en 1945.

Cuando pudo, al fin, volver a Alemania a principios de 1946, lo eligieron presidente de la antigua Sociedad Kaiser Wilhelm, rebautizada por sugerencia de las potencias de ocupaci�n como Sociedad Max Planck para el avance de la ciencia. Otto Hahn se convirti� en una figura p�blica muy respetada, era amigo de Theodor Heus (1884-1963, primer presidente de la RFA) y milit� en�rgicamente en contra del desarrollo y de las pruebas de las armas nucleares. Entre otros, firm� la Declaraci�n de Mainau (1955) de los laureados Nobel, resaltando el peligro del mal uso de la energ�a at�mica. Figur� entre los dieciocho cient�ficos alemanes eminentes que protestaron p�blicamente contra la adquisici�n de armas nucleares por Alemania en 1957.

Simult�neamente se le honraba en todas partes. En 1966, por ejemplo, Meitner; Strassmann y �l compartieron el prestigioso premio Enrico Fermi. Este periodo de su vida se vio oscurecido por la perdida de su hijo �nico, Hanno, y de su nuera, que se mataron en un accidente automovil�stico en 1960. La se�ora Hahn nunca se recuper� de tan triste noticia.

Otto Hahn muri� en Gotinga el 28 de julio de 1968 a consecuencia de una ca�da, y su mujer s�lo le sobrevivi� dos semanas.

CONCLUSI�N

Severo Ochoa (1905- , premio Nobel de medicina en 1959) en entrevista publicada en Ciencia y Desarrollo, afirma que la investigaci�n necesita de un "caldo de cultivo" o sea de un ambiente y de unas facilidades que, como lo hemos destacado en este texto, se dieron en la Alemania de principios de siglo.

Aunque hoy �stas son las verdades del barquero, conviene recordar lo que hace m�s de un siglo Louis Pasteur (1822-1895), que ten�a 57 a�os cuando naci� Otto Hahn, escribi� en un folleto dirigido a los franceses:

Os suplico que os interes�is por esos sagrados edificios significativamente llamados laboratorios. Solicitad que sean multiplicados y completados. Son los templos del futuro, de las riquezas y del bienestar.

Otto Hahn descubri� la fisi�n nuclear porque, adem�s de su propio talento, dispon�a del laboratorio adecuado, porque estaba rodeado de cient�ficos brillantes y porque pod�a comunicarse y discutir sus resultados con los investigadores del mundo entero. Y �l, que vivi� dos guerras, quiz�s hubiera podido decir lo que Carlos Fuentes escribe en El prisionero de las Lomas: "la informaci�n es la base del poder, pero la condici�n es saber emplearla, o, llegado el caso, no emplearla: el silencio tambi�n es poder."

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